iFIX在3150紙機DCS中的應用

分類：技術教程日期：2007-03-28 00:00:00

1 引言
黑龍江省斯達造紙有限公司是從事生產(國家專利技術生產)精制牛皮紙、精制松木漿，以精制牛皮紙為主導的系列牛皮工業技術用紙的國有企業。3150紙機是斯達造紙有限公司利用外資和國有法人大股份投資建立的現代化、符合國際標準的生產線。它的特點是實現了管控一體化，是高度的人機控制系統。3150紙機的控制系統包含了一個多億的投資，控制室的23臺計算機完全在自動控制下進行操作，所有數據向管理網的200多臺計算機開放，使每個人都可以介入運行，而且可以在幾百公里以外的總部監視運行狀況。
3150紙機控制系統包括質量控制系統QCS(Quality Control System)，集散控制系統DCS(Distribution Control System)，直接數字控制系統DDC(Direct Digital Control)等幾大部分。黑龍江省斯達浩普系統工程有限公司負責的是DCS控制。DCS集散型控制系統就是將采集和控制分散在多個現場控制站，而將操作和監視功能集中在一個操作站。它的突出優點是系統的硬件和軟件都具有靈活的組態和配置能力。
根據斯達造紙有限公司對電氣控制系統的要求，下位機軟件采用了美國霍尼韋爾公司的Control Builder編程，上位機采用美國Intellution公司的iFix組態軟件。
2 intellution iFix 軟件的特點
通過在斯達造紙有限公司3150紙機DCS控制系統中iFix的實際應用，深深地感到iFix軟件具有許多優點，而且，作者認為，下列優點是其它組態軟件所不及的:
(1) iFix軟件功能強大
對控制系統中所要求實現的控制功能都能實現;
(2) 內嵌VBA(Visual Basic for Application)編程，簡便易學
在不需要懂得很多VBA編程技巧的情況下，也能發揮出VBA的強大功能;
(3) 畫圖功能非常強大
iFix軟件包含大量圖形工具，使用戶能夠快速簡單地開發系統;
(4) 結構簡單，組態靈活方便，效率高;
(5) iFix提供真正的分布式、客戶/服務器結構，為系統提供最大的可擴展性;
(6) iFix采用許多工業標準技術，保證其開放性和可擴展性，使得系統的開發和集成變得十分簡便;
(7) 可靠性高，維護簡便。
3 iFIX在3150紙機DCS控制系統中的應用
3.1結構設計
黑龍江省斯達造紙有限公司3150紙機DCS控制系統包括5個子系統:白水回收工段控制系統、打漿工段控制系統、抄紙工段控制系統、三段通汽工段控制系統、進口壓力篩控制系統。每個控制系統使用獨立的UMC800控制器來實現。5個UMC800系統彼此互相聯系，但又有著相對的獨立性，如果有一臺發生故障也不會影響其它工作站的運行。因此整個系統采用控制環節分散、數據處理集中的方式，即多操作站的DCS系統。控制系統的主要控制對象是各種漿池的液位，汽和漿的流量，電機和各種調節閥等。
3.2 系統結構框圖
系統配置圖如圖1所示。

圖1 DCS系統配置圖

·UMC800與上位機采用RS485通訊協議實時通信;
·操作員站與工程師站間可以通過TCP/IP協議互訪資源;
·工程師站通過服務器可與MIS信息管理層進行資源互訪，管理層可以及時看到工程師站中的實時數據、歷史數據，報表記錄等信息。

3.3 客戶端軟件
為使現場操作人員使用方便，并考慮到工藝工程師和控制工程師的需要，每一個工段配置一臺上位監控微機，作為普通級操作員站，利用iFIX iClient Readonly作為整個系統的遠程客戶端，實現畫面組態，實時察看DCS控制系統的實時現場數據，顯示現場的工藝流程狀況，監測現場設備運行狀況，并將設備正常運行狀態及報警信息反映在上位監控畫面上;又可以方便的查詢各數據點的歷史數據并形成歷史趨勢曲線及列表，操作員還可通過上位機對現場設備進行操作和控制。iFIX是一個集成的完整系統，每臺計算機有自己的節點名，每個數據項都有自己的點名。每臺上位機之間可互相訪問節點和數據庫。iFIX網絡中數據的讀取都通過標識SCADA Server節點名、數據點名及數據域來識別。
4 系統功能設計
利用iFix開發的斯達造紙有限公司3150紙機DCS控制系統上位監控程序具有良好的人機界面，實現了以下功能:
(1) 與下位UMC800的通訊
iFix提供了豐富的I/O(輸入/輸出)服務程序，能夠與眾多廠家的控制器通訊。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition) Server監視控制和數據采集服務器直接連接到物理I/O,建立并維護過程數據庫。通訊方便可靠。
(2) 各種監控畫面的切換
根據3150紙機的工藝要求，作者為DCS控制系統的監視程序制作了十多幅監視控制畫面。包括主畫面，每個工段的工藝流程畫面，電機的啟停控制畫面，報警畫面，歷史數據、實時數據趨勢曲線，數據查詢，報表，自動手動切換畫面等等。每幅畫面都能夠方便的進行切換。
通過監視動態畫面，操作員可以很方便地監視時設備狀態，如液位的高低，閥門的開度等，并及時對設備進行控制。五臺上位機通過聯網，各自的畫面也能互相操作。
(3) 自動/手動回路的切換
對于調節回路有兩種控制方式，自動調節和手動調節。當點擊畫面上的自動或手動旋轉開關，可以切換自動手動方式。在自動狀態下，調節回路由下位機進行控制，自動調節閥門的開度。此時，若點擊閥門，將出現提示窗口，提示此時是處于自動狀態下，不能手動調節閥門。若處于手動狀態下，操作工可以自行調節閥門開度。
(4) 用標簽組實現控制過程中相同的生產線
由于本控制系統中有幾十條調節控制回路，所以采用標簽組的方法用一個畫面來實現多個控制過程。當打開一個畫面或切換當前畫面時系統可以讀取標簽組文件，并且使用其中所定義的過程值替代圖中的標記。使用標簽組顯著的節省寶貴的系統開發時間。
(5) 安全保護
本上位監控系統具有安全保護功能。系統除了操作員和管理員可以進行各自的工作，其他人員不能操作。操作員和管理員分別有自己的權限。當上位機一開機，系統就自動進入iFix的運行畫面，用戶注冊后方可進行操作。在運行過程中，操作員和管理員可以根據自己的需要隨意更改各自的口令。
(6) 數據查詢
a) 查詢各種設備的運行狀態，確認設備是否處于正常工作狀態;
b) 查詢各種流量計的流量和流量累積值;
c) 查詢標簽的歷史數據。
(7) 數據上傳
由于管理層的需要，必須把一些重要的參數如流量、流量累積值、平均值等送到管理層數據庫中。在調度處理器Scheduler中利用VBA編程將所要的數據送到上層數據庫中。
(8) 信息提示
對于一些重要的操作，為了防止操作工誤操作設了一些提示，使操作員按提示操作，避免了錯誤的發生。如“請先選擇所要查詢的時間”、“確實要打印嗎？請按‘確定’按鈕”等。
(9) 設備報警
當設備出現故障時，如紙機斷紙、液位過高等，報警狀態欄中就會出現提示，并通過聲音進行報警。報警狀態欄根據報警設備的優先級現示不同的報警顏色，提示操作員及時處理。當出現報警時，打印機可自動打印報警信息。
(10) 報表打印
操作員可根據生產的實際需要打印一些與生產相關的報表。如年報表，月報表等。
5 結束語
目前斯達造紙有限公司3150紙機DCS控制系統已經正常使用。該系統運行可靠，操作容易，維護方便。使用iFix開發的上位監控程序功能完善，綜合性強，人機界面美觀友好，注重實用，得到了廠家的好評。